一种智能加速度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种智能加速度传感器，包含电连接器(1)、外壳(2)、底座(3)、固定脚(4)、处理电路板(5)和三轴振动采集器(6)，处理电路板(5)和三轴振动采集器(6)集中于外壳(2)内，处理电路板(5)和三轴振动采集器(6)采用叠层设计，板间使用环氧树脂灌封；底座(3)刚性连接三轴振动采集器(6)，固定脚(4)用于与被测振动部件连接，电连接器(1)用于使处理电路板(5)与外部电缆建立连接；三轴振动采集器(6)将采集到的机械振动转换成电信号；处理电路板根据配置的算法对电信号进行处理，并将处理后的数据和原始数据通过电连接器上连接的电缆传输给外部设备。本发明专利技术可以在数据采集前端完成振动信号的处理。号的处理。

【技术实现步骤摘要】
一种智能加速度传感器


[0001]本专利技术涉及一种智能加速度传感器，在数据采集前端完成振动信号的处理。

技术介绍

[0002]直升机的旋翼系统是飞机上最重要的三大动部件之一，在出现故障时往往表现振动量过大、过载严重等现象。对动力系统进行振动监测是现代直升机健康监测的核心和关键。振动采集设备一般由振动传感器、屏蔽线缆、数据采集装置等组成，连接方式如图1所示。
[0003]传统的振动采集设备采用集中式架构，集中式架构采用一个数据采集单元+多路传感器的方式，这种架构很好的完成了数据的集中采集和处理，但是往往存在很多弊端：
[0004]a)集中式架构采用的1个数据采集单元，往往对主处理芯片的数据处理能力要求很高，这会造成热设计困难、主处理芯片的负载能力要求高、国产元器件性能替代难度较大等问题。
[0005]b)集中式架构采用超长的线缆+传感器的布局方式，这种布局对线缆粗细、材质、屏蔽、传感器带负载能力等要求很高，以当前某型机载系统为例，尾减振动传感器到数据采集装置的线缆长度达到19米，为保证传感器信号的抗干扰能力和衰减在可接受范围，线缆采用了价格昂贵的屏蔽线缆，仅仅线缆重达数千克，大大增加采集装置的重量。
[0006]c)集中式架构在出现故障需要定位的时候，无法区分是传感器故障、线缆故障还是调理采集电路故障，需要借助外部资源进行故障隔离判断。这种操作对于机舱狭窄的空间，非常不便。并且当支持多路数据采集的板卡出现某一路故障时，需要更换多路功能板卡的形式进行维护，造成极大的浪费。在采集系统应用越来越广泛的今天，生产厂家的维护压力越来越大。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术的专利技术目的在于提供一种智能加速度传感器，在数据采集前端完成振动信号的处理。
[0008]本专利技术的专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种智能加速度传感器，包含电连接器1、外壳2、底座3、固定脚4、处理电路板5和三轴振动采集器6，处理电路板5和三轴振动采集器6集中于外壳2内，处理电路板5和三轴振动采集器6采用叠层设计，板间使用环氧树脂灌封；底座3刚性连接三轴振动采集器6，固定脚4用于与被测振动部件连接，电连接器1用于使处理电路板5与外部电缆建立连接；
[0010]三轴振动采集器6将采集到的机械振动转换成电信号；处理电路板根据配置的算法对三轴振动采集器6输出的电信号进行处理，并将处理后的数据和原始数据通过电连接器上连接的电缆传输给外部设备。
[0011]优选地，处理电路板包含调理电路、模数转换器、主处理器、通信模块；
[0012]调理电路对三轴振动采集器6输出的电信号进行隔直流、调整信号大小、滤波；
[0013]模数转换器将调理电路输出的模拟的电信号转换成数字信号；
[0014]主处理器通过通信模块接收外部的配置信息并存储到掉电非易失FLASH；上电后，根据配置信息，使能数据通道，配置调理电路和模数转换器的采集规格；并接收被使能数据通道的数字信号。
[0015]优选地，模数转换器为独立的模数转化器芯片或者集成于主处理器内部的模数转换模块。
[0016]进一步，主处理器还根据配置信息和指令，无业务启动时，进入低功耗模式。
[0017]进一步，主处理器还通过通信模块接收外部的算法库和故障模型并存储到掉电非易失FLASH；上电后，对接收到的数字信号使用算法库进行运算，根据故障模型判定故障超限，将告警信号输出和原始振动数据发送。
[0018]进一步，处理电路板还包含告警模块，主处理器根据配置信息，启动本地告警；
[0019]告警模块接受主处理器的控制，在主处理器输出告警信号时发出本地告警信号。
[0020]进一步，处理电路板还包含稳压电路，稳压电路与三轴振动采集器和处理电路板上的各元器件相连的，稳定外界的供电电压，并转换到合适的电压，提供给各个元器件使用。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022]1、采用分布式布局，减少集中式布局引起的发热、功耗大等问题；
[0023]2、减少专用线缆，降低整体重量；
[0024]3、故障排查简单，降低维护成本。
附图说明
[0025]图1为典型的振动采集设备连接框图。
[0026]图2为实施例所示的智能加速度传感器的结构示意图。
[0027]图3为处理电路板的结构示意图。
[0028]图4为一个实验案例示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0030]参见图2所示，本实施例所示的一种智能加速度传感器包含电连接器1、外壳2、底座3、固定脚4、处理电路板5和三轴振动采集器6。外壳2是由金属材料制成的壳体；处理电路板5和三轴振动采集器6集中于外壳2内；处理电路板5和三轴振动采集器6采用叠层设计，板间使用环氧树脂灌封。底座3刚性连接三轴振动采集器6，将三轴振动采集器6固定于底座3上可以保证振动信号的有效传递，固定脚4用于与被测振动部件连接，通过螺栓拧入固定脚4后使三轴振动采集器6与被测振动部件紧密连接。电连接器1用于使处理电路板5与外部电缆建立连接。
[0031]三轴振动采集器6采用小型化三轴加速度传感器，其主要作用是将采集到的机械振动转换成电信号。
[0032]处理电路板根据配置的算法对三轴振动采集器6输出的电信号进行处理，并将处理后的数据和原始数据通过电连接器上连接的电缆传输给外部设备。参见图3所示，处理电
路板包含调理电路、模数转换器(ADC)、主处理器、稳压电路、通信模块、告警模块组成。
[0033]调理电路与三轴振动采集器6直接相连，对三轴振动采集器6输出的电信号进行隔直流、调整信号大小、滤波等调整。模数转换器(ADC)与调理电路相连，将调理电路输出的模拟的电信号转换成数字信号，模数转换器包含但并不局限于独立的模数转化器芯片或者集成于主处理器内部的模数转换模块。
[0034]主处理器与模数转换器相连，其主要作用是：
[0035]a)接收外部的配置信息、可动态加载的算法库和故障模型并将其存储到掉电非易失FLASH；
[0036]b)根据配置信息，使能数据通道，配置调理电路和模数转换器的采集规格；并接收被使能数据通道的数字信号；
[0037]c)根据配置信息，处理接收到的数字信号，包括但不限于使用可动态加载的算法库运算、根据故障模型判定故障超限；
[0038]d)根据配置信息，启动本地告警、告警信号输出和原始振动数据发送；
[0039]e)根据配置信息和指令，无业务启动时，进入低功耗模式。
[0040]FLASH与主处理器相连，其主要作用是存储配置信息，可供主处理器的读取和写入。
[0041]告警模块与主处理器相连，其主要作用是接受主处理器的控制，发出高低电平切换的告警信号，此告警信号采用但不局限于采用光电隔离、电磁隔离的离散信号输出；同时发出本地告警信号，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能加速度传感器，包含电连接器(1)、外壳(2)、底座(3)、固定脚(4)、处理电路板(5)和三轴振动采集器(6)，其特征在于处理电路板(5)和三轴振动采集器(6)集中于外壳(2)内，处理电路板(5)和三轴振动采集器(6)采用叠层设计，板间使用环氧树脂灌封；底座(3)刚性连接三轴振动采集器(6)，固定脚(4)用于与被测振动部件连接，电连接器(1)用于使处理电路板(5)与外部电缆建立连接；三轴振动采集器(6)将采集到的机械振动转换成电信号；处理电路板根据配置的算法对三轴振动采集器(6)输出的电信号进行处理，并将处理后的数据和原始数据通过电连接器上连接的电缆传输给外部设备。2.根据权利要求1所述的一种智能加速度传感器，其特征在于处理电路板包含调理电路、模数转换器、主处理器、通信模块；调理电路对三轴振动采集器(6)输出的电信号进行隔直流、调整信号大小、滤波；模数转换器将调理电路输出的模拟的电信号转换成数字信号；主处理器通过通信模块接收外部的配置信息并存储到掉电非易失FLASH；上电后，根据配置信息，使能数据通道，配置调理电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩玉楠，王贺，汪慧云，龚强，徐丽清，诸波，刘敏，王玉磊，顾紫冉，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司上海航空测控技术研究所，
类型：发明
国别省市：